JP2014049049A - Reader/writer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触ICカード等の媒体(非接触IC媒体)との間で情報の送受信が可能なリーダライタに関する。 The present invention relates to a reader / writer capable of transmitting / receiving information to / from a medium such as a non-contact IC card (non-contact IC medium).
非接触IC媒体は、交通機関で使用される電子乗車券やプリペイドカード、個人認証カード等として広く利用されている。非接触IC媒体は、改札や商業施設、店舗等に設置されているリーダライタに近接させることで、そのリーダライタから放出される搬送波を介してリーダライタと通信を行い、決済等の処理を実行することが可能である(例えば、特許文献1参照)。非接触IC媒体の形態は、ICカードや携帯電話、スマートフォン等様々である。 Non-contact IC media are widely used as electronic tickets, prepaid cards, personal authentication cards and the like used in transportation. Contactless IC media communicates with a reader / writer via a carrier wave emitted from a reader / writer installed in a ticket gate, commercial facility, store, etc., and executes processing such as settlement (For example, refer to Patent Document 1). There are various forms of non-contact IC media such as an IC card, a mobile phone, and a smartphone.
また、近年では、特許文献2に記載されているように、リーダライタとしての機能(非接触IC媒体と通信する機能)と非接触IC媒体としての機能(リーダライタと通信する機能)とを併有するリーダライタも知られている。 Further, in recent years, as described in Patent Document 2, the function as a reader / writer (function to communicate with a non-contact IC medium) and the function as a non-contact IC medium (function to communicate with a reader / writer) are combined. A reader / writer is also known.
リーダライタとしての機能と非接触IC媒体としての機能を併用するリーダライタの場合、両機能それぞれに対応した回路を別個に設ける必要があるため、回路規模が大きくなってしまうという問題があった。 In the case of a reader / writer that uses both a function as a reader / writer and a function as a non-contact IC medium, a circuit corresponding to each of the functions needs to be provided separately, which causes a problem that the circuit scale increases.
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、リーダライタとしての機能と非接触IC媒体としての機能を併有するとともに、回路の小規模化が可能なリーダライタを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a reader / writer that has both a function as a reader / writer and a function as a non-contact IC medium, and can reduce the circuit scale. Is to provide.
上記目的を達成するため、本発明に係るリーダライタは、
非接触IC媒体との間で通信するリーダライタ動作と、外部リーダライタとの間で通信する非接触IC媒体動作と、を行うことが可能なリーダライタであって、
アンテナと、
前記アンテナに接続され、前記リーダライタ動作の際に、前記アンテナを介して搬送波を送出する搬送波送出手段と、
前記リーダライタ動作の際には前記搬送波送出手段が送出する搬送波を変調し、前記非接触IC媒体動作の際には外部からの搬送波を変調する搬送波変調手段と、
を備え、
前記搬送波変調手段は、送信信号に従って、前記アンテナへの負荷の接続・非接続を制御するスイッチを備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a reader / writer according to the present invention provides:
A reader / writer capable of performing a reader / writer operation that communicates with a non-contact IC medium and a non-contact IC medium operation that communicates with an external reader / writer,
An antenna,
A carrier sending means connected to the antenna and sending a carrier through the antenna during the reader / writer operation;
A carrier wave modulating means for modulating the carrier wave sent by the carrier wave sending means at the time of the reader / writer operation, and a carrier wave from the outside at the time of the non-contact IC medium operation;
With
The carrier wave modulation means includes a switch for controlling connection / disconnection of a load to / from the antenna according to a transmission signal.
前記搬送波変調手段は、
前記搬送波送出手段と前記アンテナとの接続点に接続され、送信信号に従って、前記アンテナへのコンデンサと抵抗の直列回路の接続・非接続を制御してもよい。
The carrier wave modulation means includes
It may be connected to a connection point between the carrier wave sending means and the antenna, and connection / non-connection of a series circuit of a capacitor and a resistor to the antenna may be controlled according to a transmission signal.
搬送波周波数における前記コンデンサのインピーダンスは、前記抵抗の抵抗より小さく、
変調周波数における前記コンデンサのインピーダンスは、前記抵抗の抵抗より大きくてもよい。
The impedance of the capacitor at a carrier frequency is smaller than the resistance of the resistor,
The impedance of the capacitor at a modulation frequency may be greater than the resistance of the resistor.
本発明によれば、リーダライタは、リーダライタとしての機能と非接触IC媒体としての機能を併有するとともに、回路の小規模化が可能となる。 According to the present invention, the reader / writer has both a function as a reader / writer and a function as a non-contact IC medium, and a circuit scale can be reduced.
以下、本発明の実施形態に係るリーダライタについて図面を参照して説明する。 Hereinafter, a reader / writer according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係るリーダライタ1は、非接触IC媒体機能を備えるものであり、図1に示すように、i)非接触IC媒体2が近接した場合には、非接触IC媒体2と通信を行うことにより、非接触IC媒体2からの情報読取や非接触IC媒体2への情報書込等を行うリーダライタとして機能し、また、ii)外部リーダライタ3が近接した場合には、外部リーダライタ3と通信を行うことにより、自己に記録された情報の外部リーダライタ3への送信やその書き換え等を行う非接触IC媒体として機能する。
The reader /
なお、非接触IC媒体2としては、RFIDタグ等の非接触ICカードや非接触ICチップを搭載した携帯電話、スマートフォン等が使用可能である。 As the non-contact IC medium 2, a non-contact IC card such as an RFID tag, a mobile phone equipped with a non-contact IC chip, a smartphone, or the like can be used.
図2は、リーダライタ1の内部構成を概略的に示すブロック図である。図3は、同リーダライタ1の例示的な回路構成を示す説明図であり、図2の要素に対応する要素には同様の符号が付されている。
FIG. 2 is a block diagram schematically showing the internal configuration of the reader /
リーダライタ1は、リーダライタ1の動作を制御する制御部11と、搬送波送出部12と、アンテナマッチング部13と、アンテナ14と、搬送波振幅変調部16と、受信部17とを備える。
The reader /
制御部11は、CPU(Central Processing Unit)及び記憶装置を備え得る。CPUは、記憶装置に記憶されている動作プログラムを実行することにより、後述する以下の処理を実行することに加え、リーダライタ1全体の動作を制御する。記憶装置は、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、ハードディスク、フラッシュメモリ等の公知の記憶装置を単独又は組み合わせて構成される。
The
また、制御部11は、出力ポートTO1とTO2,入力ポートTIを備える。出力ポートTO1は、非接触IC媒体2と通信するための搬送波を送出するときに、搬送波送出部12に搬送波の出力を指示する搬送波出力信号を出力する。また、出力ポートTO2は、送信対象のデータ(ベースバンド信号)を出力する。入力ポートTIは、受信部17から供給される受信データ(ベースバンド信号)を取り込む。
The
搬送波送出部12は、リーダライタ動作の際に、非接触IC媒体2と通信するための搬送波を送出する。搬送波送出部12が送出する搬送波の周波数は、例えば、13.56MHzである。なお、非接触IC媒体動作の際には、搬送波送出部12の出力端はオープンゲート状態となる。
The
アンテナマッチング部13は、アンテナ14に13.56MHz等の高周波を流すためのインピーダンス調整回路等から構成される。
アンテナ14は、スパイラルパターンアンテナ等から構成される。アンテナ14は、送信アンテナと受信アンテナとを兼ねる。
The antenna matching
The
搬送波振幅変調部16は、搬送波の振幅を変調するものであり、リーダライタ動作の際には、搬送波送出部12から送出される搬送波の振幅をベースバンド信号により変調し、非接触IC媒体動作の際には、外部から受信する搬送波の振幅を変調する。搬送波振幅変調部16は、1つの回路で構成され、リーダライタ動作の際にも非接触IC媒体動作の際にも、同一の回路(同一の変調方式)を使用する。
The carrier wave
具体的には、搬送波振幅変調部16は、搬送波送出部12の出力端とGND(接地端)との間に直列に接続されたキャパシタC1と抵抗R1とスイッチQ1とを備える。スイッチQ1は、例えば、MOS(Metal Oxide Semiconductor),バイポーラトランジスタ等の半導体スイッチから構成される。制御部11の出力ポートTO2から出力される送信信号(ベースバンド信号)によりスイッチQ1をオン・オフし、アンテナ14に負荷(抵抗R1)を接続又は非接続にすることにより、変調を行う(ロードスイッチ方式)。
Specifically, the carrier
より詳細に説明すると、リーダライタ動作の際には、搬送波送出部12からアンテナ14にアンテナマッチング部13を介して伝達される搬送波信号が、スイッチQ1がオンの際には、その一部が、スイッチQ1を介して接地端に流れる。このため、アンテナ14に供給される搬送波信号は相対的に小さくなる。一方、スイッチQ1がオフの際には、この経路が開いてしまうため、アンテナ14に供給される搬送波信号は相対的に大きくなる。
また、非接触IC媒体動作の際には、外部から受信する搬送波による電磁誘導によりアンテナ14に誘導電流が流れる。誘導電流の大きさは、スイッチQ1がオンの際には相対的に小さく、スイッチQ1がオフの際には相対的に大きくなる。この誘導電流により、磁束が生成され、外部リーダライタ3から送信された搬送波と重畳又は相殺されて、結果として、搬送波の強度が送信信号に応じて変化する。即ち、搬送波振幅変調部16は、受信した搬送波の振幅を送信信号に応じて変調する。
尚、搬送波の振幅変化を大きくするために、抵抗R1の値は小さな値とするのが望ましい。
More specifically, during the reader / writer operation, a carrier signal transmitted from the
Further, when the non-contact IC medium is operated, an induced current flows through the
In order to increase the amplitude change of the carrier wave, the value of the resistor R1 is desirably a small value.
また、キャパシタC1の容量は、搬送波周波数におけるキャパシタC1のインピーダンス(絶対値)≪抵抗R1となるように選択することが好ましい。これは、キャパシタC1のインピーダンスが大きいと、抵抗R1の接続又は非接続による搬送波の振幅の変化が相対的に小さくなるためである。 The capacitance of the capacitor C1 is preferably selected such that the impedance (absolute value) of the capacitor C1 at the carrier frequency is << resistance R1. This is because when the impedance of the capacitor C1 is large, the change in the amplitude of the carrier wave due to the connection or disconnection of the resistor R1 is relatively small.
さらに、キャパシタC1の容量は、変調周波数(ベースバンド信号の周波数)においては、キャパシタC1のインピーダンス(絶対値)≫抵抗R1の値となるようにすることが好ましい。これは、変調周波数成分の無駄な電力消費を少なくするためである。 Furthermore, the capacitance of the capacitor C1 is preferably set so that the impedance (absolute value) of the capacitor C1 >> the resistance R1 at the modulation frequency (frequency of the baseband signal). This is to reduce wasteful power consumption of the modulation frequency component.
受信部17は、アンテナ14で受信した例えば13.56MHzの搬送波を検波し、受信した搬送波の強度に対応する信号レベル(電圧)の受信信号を制御部11の入力ポートTIに出力する(AM復調を行う)。制御部11は、受信部17から入力ポートTIに供給された信号(ベースバンド信号)から、受信した情報を読み取る。
The receiving
次に、上記構成を有するリーダライタ1の動作について説明する。
Next, the operation of the reader /
(1)リーダライタ動作
図示せぬスイッチなどにより、制御部11にリーダライタ動作の開始が指示される。この指示に応答して、制御部11は、出力ポートTO1から、間欠的に、搬送波出力信号を出力する。搬送波出力信号がオンのとき、搬送波送出部12が搬送波信号を出力する。この搬送波信号は、アンテナマッチング部13を介してアンテナ14から電磁波として出力される。
(1) Reader / Writer Operation The
この状態において、外部の非接触IC媒体2の近接が無いとすると、受信部17が受信する信号には特段の変化はない。このため、受信部17は特段の処理を行わず、制御部11は同様の動作を繰り返す。
If there is no proximity of the external non-contact IC medium 2 in this state, there is no particular change in the signal received by the receiving
続いて、非接触IC媒体2が近接すると、非接触IC媒体2内のアンテナとの電磁誘導により、アンテナ14と交差する磁束の大きさが変化する。このため、アンテナ14に逆起電力の変化が発生する。受信部17はこれを検出し、制御部11に通知する。制御部11は、通知に応答して、非接触IC媒体2が近接したと判別する。
Subsequently, when the non-contact IC medium 2 approaches, the magnitude of the magnetic flux crossing the
その後、制御部11は、送信タイミングでは、搬送波出力信号を出力したまま、送信信号(ベースバンド信号)を出力ポートTO2から出力する。
Thereafter, the
送信信号に応答して、スイッチQ1がオン・オフし、アンテナ14の負荷が変化し、アンテナ14に供給される搬送波の強度が変化する。これにより、非接触IC媒体2に送信信号が伝送される。
In response to the transmission signal, the switch Q1 is turned on / off, the load of the
一方、受信タイミングでは、制御部11はスイッチQ1をオフする。アンテナ14から送出された搬送波は、近接した非接触IC媒体2の送信信号により変調される。この変調により、アンテナ14に信号電圧が誘起する。受信部17は、この誘起信号を検波することにより受信信号を検出し、制御部11に伝達する。
On the other hand, at the reception timing, the
(2)非接触IC媒体動作
図示せぬスイッチなどにより、制御部11に非接触IC媒体動作の開始が指示される。この指示に応答して、制御部11は、搬送波送出部12をオフ状態に制御する。
(2) Non-contact IC medium operation
この状態で、外部リーダライタ3に接近すると、アンテナ14と外部リーダライタ3からの搬送波との交差により、アンテナ14に交番電圧が発生する。
In this state, when approaching the external reader /
また、受信部17は、アンテナ14で受信した搬送波を復調し、復調した受信信号(ベースバンド信号)を制御部11に供給する。
The receiving
その一方で、送信タイミングでは、制御部11は、送信信号により、スイッチQ1をオン・オフする。
On the other hand, at the transmission timing, the
これにより、アンテナ14に流れる誘導電流が変動し、誘導電流により発生する誘導磁束が外部リーダライタ3から出力される搬送波に重畳され、搬送波が変調される。外部リーダライタ3は、変調された搬送波を検波することにより、このリーダライタ1の送信信号を読み取る。
As a result, the induced current flowing through the
このように、本発明の実施形態に係るリーダライタ1は、リーダライタ動作の際には搬送波送出部12が送出する搬送波を変調し、非接触IC媒体動作の際には外部からの搬送波を変調する、両動作に共通して設けられた搬送波変調手段である搬送波振幅変調部16を備えている。従って、リーダライタ動作の際と非接触IC媒体動作の際とで用いる搬送波送出手段を共通にすることにより、回路の小規模化が可能となる。
As described above, the reader /
以上、好ましい実施形態により本発明を説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内において任意に変更することが可能である。例えば、各実施形態における任意的構成は適宜省略することが可能であり、或いは、一の実施形態における一部又は全部の構成を他の実施形態に追加することも可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by preferable embodiment, this invention is not limited to these embodiment, It can change arbitrarily in a claim. For example, arbitrary configurations in each embodiment can be omitted as appropriate, or a part or all of the configurations in one embodiment can be added to other embodiments.
また、本明細書における「非接触IC媒体」は、電磁誘導方式でリーダライタと通信を行うことにより、情報の読み書きを行うことが可能な媒体を意味する。非接触IC媒体の形態は、ICカード、携帯電話、スマートフォン等、任意である。 The “non-contact IC medium” in this specification means a medium that can read and write information by communicating with a reader / writer by an electromagnetic induction method. The form of the non-contact IC medium is arbitrary such as an IC card, a mobile phone, and a smartphone.
また、本明細書における「リーダライタ」は、電磁誘導方式で非接触IC媒体と通信を行うことにより、非接触IC媒体の情報の読み書きを行うことが可能な装置を意味する。 In addition, the “reader / writer” in this specification means a device capable of reading and writing information on a non-contact IC medium by communicating with the non-contact IC medium by an electromagnetic induction method.
また、本発明の「リーダライタ」は、据え置き型の装置で構成することが可能であり、或いは、携帯電話、スマートフォン、PDA(Personal Digital Assistant)等の携帯型の装置で構成することが可能である。 In addition, the “reader / writer” of the present invention can be configured by a stationary device, or can be configured by a portable device such as a mobile phone, a smartphone, or a PDA (Personal Digital Assistant). is there.
1・・・リーダライタ
2・・・非接触IC媒体
3・・・外部リーダライタ
11・・・制御部
12・・・搬送波送出部
13・・・アンテナマッチング部
14・・・アンテナ
16・・・搬送波振幅変調部
17・・・受信部
C1・・・キャパシタ
R1・・・抵抗
Q1・・・スイッチ
TI・・・入力ポート
TO1、TO2・・・出力ポート
DESCRIPTION OF
Claims (3)
アンテナと、
前記アンテナに接続され、前記リーダライタ動作の際に、前記アンテナを介して搬送波を送出する搬送波送出手段と、
前記リーダライタ動作の際には前記搬送波送出手段が送出する搬送波を変調し、前記非接触IC媒体動作の際には外部からの搬送波を変調する搬送波変調手段と、
を備え、
前記搬送波変調手段は、送信信号に従って、前記アンテナへの負荷の接続・非接続を制御するスイッチを備える、
ことを特徴とするリーダライタ。 A reader / writer capable of performing a reader / writer operation that communicates with a non-contact IC medium and a non-contact IC medium operation that communicates with an external reader / writer,
An antenna,
A carrier sending means connected to the antenna and sending a carrier through the antenna during the reader / writer operation;
A carrier wave modulating means for modulating the carrier wave sent by the carrier wave sending means at the time of the reader / writer operation, and a carrier wave from the outside at the time of the non-contact IC medium operation;
With
The carrier wave modulation means includes a switch for controlling connection / disconnection of a load to the antenna according to a transmission signal,
A reader / writer characterized by this.
前記搬送波送出手段と前記アンテナとの接続点に接続され、送信信号に従って、前記アンテナへのコンデンサと抵抗の直列回路の接続・非接続を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載のリーダライタ。 The carrier wave modulation means includes
Connected to a connection point between the carrier wave sending means and the antenna, and controls connection / disconnection of a series circuit of a capacitor and a resistor to the antenna according to a transmission signal;
The reader / writer according to claim 1.
変調周波数における前記コンデンサのインピーダンスは、前記抵抗の抵抗より大きい、
ことを特徴とする請求項2に記載のリーダライタ。 The impedance of the capacitor at a carrier frequency is smaller than the resistance of the resistor,
The impedance of the capacitor at the modulation frequency is greater than the resistance of the resistor;
The reader / writer according to claim 2.
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Cited By (1)
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CN112241637A (en) * | 2019-07-19 | 2021-01-19 | 上海双十信息科技有限公司 | RFID reader-writer and method for externally controlling on-off of RFID reader-writer |
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- 2012-09-03 JP JP2012193595A patent/JP2014049049A/en active Pending
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CN112241637B (en) * | 2019-07-19 | 2024-05-14 | 上海双十信息科技有限公司 | RFID reader-writer and method for externally controlling on-off of RFID reader-writer |
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